螺杆钻具万向轴花瓣运动干涉仿真分析

2013-07-08史怀忠于建保陈洪光师涛王翠滨高学仕

石油矿场机械 2013年5期

关键词：分析

史怀忠，于建保，陈洪光，师涛，王翠滨，高学仕

（1.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249；2.东营博深石油机械有限责任公司，山东东营 257091；3.山东科瑞机械制造有限公司，山东东营 257067；4.中国石油大学（华东）机电工程学院，山东青岛 266580）

瓣形万向轴（Lobe Type Couplings，简称LTC）是螺杆钻具中连接马达和传动轴的中间构件，主要完成传递轴向力、转速和转矩的功能，其承受的载荷比较复杂。在现场使用过程中，花瓣由于磨损严重经常出现断裂或滑脱事故，影响了螺杆钻具的使用寿命，降低了钻井效率。因此，LTC 花瓣的失效情况受到了高度重视，学者们对其进行了一定的研究：文献［1］对万向轴的瓣齿拉伸强度进行了分析；文献［2］分析了万向轴承受轴向压力和扭矩组合载荷时瓣齿的受力特征；文献［3］研究了瓣齿滑脱时临界状态的变形和应力；文献［4］对万向轴的寿命进行了预测分析。以上文献虽都对瓣齿进行了分析，但都局限于假设条件下的轴向载荷和转矩分析，并且没有建立完整的LTC瓣齿模型，与实际工况差距较大［1－6］。

为了研究生产装配过程中花瓣的装配间隙对瓣齿磨损的影响，并提出合理的装配公差，对花瓣的运动干涉分析非常必要。为此对万向轴瓣齿进行了完整建模，并利用Pro／E 软件对花瓣的运动过程进行了仿真分析。